鎳復(fù)合鋼板的焊接工藝試驗(yàn)

1、WeldingTechnology3June1998壓力容器與結(jié)構(gòu)件的焊接35鎳復(fù)合鋼板的焊接工藝試驗(yàn)樓征妙凌坤鄭家龍合肥化工機(jī)械廠(安徽合肥230022)摘要依據(jù)JB470892及美國(guó)ASME規(guī)范,針對(duì)采用鎳復(fù)合鋼板所制壓力容器的性能、用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選擇合理的坡口形式及焊接工藝,進(jìn)行了一系列試驗(yàn),證明鎳復(fù)合鋼具有良好的焊接性能,適合壓力容器的焊接工藝要求。本試驗(yàn)為鎳復(fù)合鋼的應(yīng)用范圍,為化工裝備有特殊要求的關(guān)鍵設(shè)備在選材及降低成本方面提供了依據(jù),也為制定有色金屬?gòu)?fù)合鋼板技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞鎳復(fù)合鋼焊接工藝試驗(yàn)力學(xué)性能鎳復(fù)合鋼具有良好的力學(xué)性能、耐蝕性能殊的電、磁和熱膨脹性能。,使行業(yè)中

2、,。目前我焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。本文的鎳復(fù)合鋼的焊接工藝試驗(yàn)是依據(jù),并參照美國(guó)JB470892鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定牌號(hào)規(guī)格(mm)6+nR,(),爆炸貼合,由寶1,化學(xué)性能見表2。表1bs5b冷彎180AKV(MPa)(MPa)(%)(MPa)d=2a(J)60749053948532516202347焊接和釬焊評(píng)定,第 卷第ASME鍋爐壓力容器規(guī)范第 卷一冊(cè)UCL篇耐腐蝕整體復(fù)合板、堆焊復(fù)合板或襯里層材料制造的壓力容器的要求進(jìn)行的。1試驗(yàn)材料111鎳復(fù)合鋼板N6+4+2416MnR2446完好27112焊接材料焊接N6+16MnR復(fù)合鋼所采用的焊接材料有:J507(<4mm)、H10M

3、n(<4mm)、HJ350、ERNiCr23(<215mm)、N6(<215mm)。焊接材料的化學(xué)成份及力學(xué)性能見表3。評(píng)定同樣采用手工鎢極氬弧焊(固定位置)焊接,電源極性直流正極,焊絲采用<2H1Cr5Mo,成分為0111%C,0130%Si,0153%Mn,01008%P,01013%S,5134%Cr,01585%Mo,焊焰加熱高溫回火,即:焊縫冷至100150時(shí)用三把氣焊炬在焊縫兩側(cè)各100mm區(qū)域內(nèi)加熱至760800,持續(xù)加熱20min,然后再用保溫棉圍緊保溫,24h后X射線拍片合格。焊接前火焰預(yù)熱至300,層間溫度不低于300,但焊后采用火工藝參數(shù)及焊接接頭

4、力學(xué)性能見表2。表2焊接工藝參數(shù)及焊接接頭力學(xué)性能焊接工藝參數(shù)焊層12焊接電流(A)110140電弧電壓(V)1615焊接速度(cm min)8氣體流量(L min)10拉伸b(MPa)527拉斷部位母材接頭力學(xué)性能沖擊彎曲=50°AKV刻槽溫度D=3a()(J)部位焊縫HAZ硬度位置焊縫HAZHB178163常溫9095面彎背彎均無裂3焊接工藝(1)管子V形坡口采用坡口機(jī)加工,清理后,坡口面100%4結(jié)論采用上述工藝焊接STFA25鋼管焊口126道,射線探傷一次合格率為100%,312MPa水壓試驗(yàn)一次合格,證明用TIG焊接STFA25鋼管質(zhì)量好、成功率高,用火焰加熱進(jìn)行高溫回火取

5、代用電阻爐高溫回火的焊后熱處理是可行的。(收稿日期:1998201208)著色滲透探傷,按JB473094 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。(2)組對(duì)前用丙酮擦洗坡口表面及焊絲表面。(3)鋼管通氬氣作內(nèi)保護(hù)。(4)預(yù)熱溫度、層間溫度、高溫回火溫度及方式、焊接工藝參數(shù)與第二次工藝評(píng)定相同,焊炬選用H01212型。36壓力容器與結(jié)構(gòu)件的焊接表3牌號(hào)J5076H10Mn2HJ350焊接技術(shù)1998年6月第3期化學(xué)成份(%)35100S01011P01020Cr01023Ni01018215116401053FeO0178TiO221640150NbFeTiV01005其它力學(xué)性能b(MPa)5(%)559133116其

6、余01018CaF215128CaOAl2O31118216125表2(%)規(guī)定值的下限。ASME第 卷A分冊(cè)SA265鎳和鎳基合金復(fù)合鋼板技術(shù)條件規(guī)定,拉力試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)為不低于基體母材抗拉強(qiáng)度的下限,35MPa。試驗(yàn)的鎳復(fù)合鋼基體16MnR4901111122焊接工藝211焊接坡口,見圖1。試樣厚度(mm)(mm)25252828抗拉強(qiáng)度斷裂部位(MPa)607566焊縫焊縫412側(cè)彎試驗(yàn)結(jié)果均合格(彎軸直徑40mm)。根據(jù)ASME卷規(guī)定,對(duì)于復(fù)合鋼評(píng)價(jià)側(cè)彎試驗(yàn)時(shí),復(fù)合方法不是采用熔焊法,原始復(fù)層和基層之間的熔合線可以忽視。因此可以把鎳復(fù)圖1鎳復(fù)合板焊接坡口圖212焊接方法及焊接程序(1)先

7、從基層坡口側(cè)手弧焊(J507)打底至焊縫總厚68mm,然后改用埋弧焊(H10Mn2+HJ350)焊滿。(2)從復(fù)層側(cè)磨焊根,而后進(jìn)行射線探傷,按JB473094合鋼的側(cè)彎試樣當(dāng)做同種鋼號(hào)的側(cè)彎試樣來看待,本次側(cè)彎試驗(yàn)結(jié)果符合JB470892和ASME 卷的合格指標(biāo)。413沖擊試驗(yàn)因ASME第 卷A分冊(cè)SA265無沖擊要求,故沖擊試驗(yàn)按JB470892要求進(jìn)行。本次試驗(yàn)的沖擊試樣只在基層中制取?；鶎影ㄊ只『负吐窕『竷煞N焊接方法,考慮到過渡層對(duì)基層的影響,所以沖擊試樣取樣包含了這兩種方法所焊的焊縫,且t1取2mm。試驗(yàn)結(jié)果見表5。表5試樣編號(hào)缺口位置焊縫焊縫焊縫熱影響區(qū)熱影響區(qū)缺口形式(沖擊值A(chǔ)

8、()14861475V1478V148714122V14101V不低于 級(jí)為合格。(3)采用手工鎢極氬弧焊(ERNiCr23)焊接過渡層,焊至蓋過N6與16MnR交界面0151mm。(4)復(fù)層采用手工鎢極氬弧焊(N6),焊縫與母材圓滑過渡。3外觀及無損檢驗(yàn)311外觀檢驗(yàn):焊縫表面無裂紋、未焊透和未熔合缺陷。焊縫寬度,復(fù)層側(cè)1617mm,基層側(cè)2830mm;焊縫余高12mm。312X射線探傷,焊縫質(zhì)量為JB473094 級(jí)以上。4力學(xué)性能試驗(yàn)由于沖擊試樣只能在基層側(cè)制取,而基層側(cè)16MnR的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值A(chǔ)KV27J,按JB470892規(guī)定,本次試驗(yàn)結(jié)果合格。5宏觀金相依據(jù)JB470892并參照ASME第 卷A分冊(cè)SA265鎳和鎳基合金復(fù)合鋼板技術(shù)條件來制備試樣。411拉力試驗(yàn)通過宏觀金相觀察,未見焊接缺陷。6結(jié)論(1)本文所述的焊